生物除磷效果不好的原因分析

昨天一位水友和我聊天，说自己污水厂的生物除磷效果就是上不来，不知道咋回事儿。经过详细沟通后，我大概了解了事情的原委。
原来水友运营的这座污水厂，以前的来水总磷，差不多在3mg/L左右，经过AAAO生化单元处理后，出水总磷能够维持在0.5mg/L左右。

Ps：水友的工艺是预缺氧+厌氧+缺氧+好氧+二沉池，二沉池污泥回流到预缺氧池，好氧硝化液到缺氧池，如下图所示。

水友污水厂执行的是一级A，0.5mg/L还是差点意思，不能直接排放，因此后面又设置的高密池，进行PAC化学除磷。原本一切正常，人和菌一起其乐融融过日子，好一派和谐融洽的美好景象。结果好景不长，水质变了，主要是总磷，一下子翻了两番还多，由3变8了。刚开始水友也没太在意，心想着兵来将挡水来土掩，大不了我多加碳源就是了。结果却让水友大失所望，就算他把厌氧池的C/P提高到了20，出水总磷仍旧从0.5mg/L涨到了4mg/L，足足翻了8倍。看到这，我估计那位要问了：“莫非他这个进水的总磷，不是正磷酸盐，而是有机磷？”这个还真不是，水友已经做过检测了，发现原水中的总磷=6.91mg/L，而正磷=5.58mg/L，占比80.75%。虽然不是100%，但也不至于出水到4mg/L啊......那位又又问了：“莫不是回流或者来水中的硝态氮含量太高了，导致厌氧池成了缺氧池，净玩反硝化了？”也不是，细心的水友早已经做过了检测，发现进水中的硝态氮=1.1mg/L，氨氮=20mg/L。而好氧池回流的硝化液，人家压根就不来你厌氧池，除非倒灌，否则不可能跑到后端的厌氧池里面去。为了确保万一，水友还分别在厌氧池的前中后段取样进行检测，发现硝态氮的确没有，基本上不到1mg/L。那位又又又问了：“有没有可能是污泥龄过长，导致吸磷后重新释磷了呢？”这个也不应该，因为水友说他们的系统，也就是三个A和一个O，HRT分别是0.5h、2h、3.5h和7.5h。要是按照《室外排水设计标准》中给的数据来看，很合理，没毛病。至于污泥浓度和污泥龄，前者是3500mg/L左右，后者是15天左右，水友是经常排泥的。不能再低了啊，再低脱氮也要变完蛋了......那是不是活性污泥的性能不好呢？这个水友也做了SV30和微生物相。

从上图来看，活性污泥絮体的确是存在卷毡过度的现象，且上清液略浑，预示老化。但也不至于说老化的非常厉害，絮体都维持不住了。这点从水友发我的镜检结果来看，也可以得到佐证。

那位又又又又说了：“莫不是厌氧段的释磷效果不佳，这才导致好氧段的吸磷效果不佳？”这次你还别说，还真有可能！因为水友针对厌氧池的总磷测量，发现厌氧池末端的总磷=7.92mg/L。又已知污泥回流比R=50%，出水总磷=4.04mg/L，进水总磷=6.91mg/L。那么厌氧池前端的总磷应该=(4.04×0.5+6.91×1)÷1.5=5.95mg/L。这么算来，相当于厌氧池内的聚磷菌，重新释放了7.92-5.95=1.97mg/L。一般好氧吸磷的总量和厌氧释磷的总量，有一个大概得比例关系，我查资料在1.5~2之间。也就是说，如果厌氧池释放的总磷=1.97mg/L的话，那么到了好氧池，聚磷菌能够吸收的总磷，差不多就是在2.96~3.94mg/L之间。按照这个比例计算的话，好氧池出水总磷应该在7.92-(2.96~3.94)=3.98~4.96mg/L之间。而水友实际检测的好氧池出水总磷=4.69mg/L，正好在这个范围区间内。可见，还真就有可能是厌氧池释磷效果差，导致的好氧池吸磷效果同步变差。

那到底是什么原因，导致了厌氧池释磷效果变差呢？关于这方面的考察，水友先是进行了溶解氧的检测。结果发现厌氧池的平均溶解氧其实并不高，完全在0.2mg/L以里。所以应该不是溶解氧导致的厌氧释磷效果变差。那么现在的问题就来了：“除了溶解氧外，怎么才能强化厌氧段的释磷效果呢？”一方面，可以适当延长厌氧段的停留时间。不过这个比较难搞，毕竟都是已经定型的构筑物了，停留时间又哪是那么随便就能更改的？另一方面，水友现场投加的碳源，是一种复合碳源，虽然号称COD当量有40w，但毕竟不如纯乙酸钠或者葡萄糖那么好使。有可能你算的投加量没错儿，但实际上可供聚磷菌利用的COD还是偏低，可以尝试换换更好的碳源。但这就又涉及到另外一个事儿了，那就是加碳源和加PAC，到底哪个更省钱？可能大众的普遍印象，就是生化除磷更省钱，但那是建立在你的原水本身不缺碳源的基础上，你要是需要外加碳源，那真不一定谁贵谁便宜。
除此之外，可能还会有人提议说增加好氧池曝气量。这个我看过资料，增加好氧池曝气量的确有利于厌氧释磷，但悲催的是不利于好氧吸磷。
也就是说，原本在DO值2~4mg/L时，厌氧释磷和好氧吸磷的比例，能达到1:1.5~1:2。但你把好氧池DO提高到4~6mg/L后，有可能厌氧释磷和好氧吸磷的比例，只能达到1:1~1:1.5了。总之，不建议通过增加好氧曝气量的手段来提高厌氧池释磷效果。